Päikeseenergia on muutunud odavaks ning on peagi veelgi võimsamaks saamas (6)

Päikeseenergiatööstus on aastakümneid töötanud selle nimel, et vähendada päikesest saadava elektrienergia kulusid. Nüüd on eesmärk muuta päikesepaneelid veelgi võimsamaks, kirjutab Bloomberg.

Kuna seadmete tootmises saavutatud kokkuhoid on jõudnud madalseisu ja viimasel ajal on toorainehindade tõusu tõttu suurenenud hinnasurve, on tootjad kiirendanud tööd tehnoloogia arendamisel, ehitades paremaid komponente ja kasutades üha keerulisemaid disainilahendusi, et toota rohkem elektrit sama suurusega päikeseparkidest.

«21. sajandi esimese 20 aasta jooksul langesid paneelide hinnad tohutult, kuid viimase kahe aasta jooksul on languse kiirus hakanud märgatavalt vähenema,» ütles Wood Mackenzie ülemaailmse päikeseenergia uuringute juht Xiaojing Sun. «Õnneks võimaldavad uued tehnoloogiad vähendada elektrienergia maksumust veelgi,» lisas ta.

Suuremad tehased, automatiseerimine ja tõhusamad tootmismeetodid on toonud päikeseenergia sektorile mastaabisäästu, madalamad tööjõukulud ja vähem materjali läheb raisku. Päikesepaneelide keskmine maksumus on langenud 2010. aastast 2020. aastani koguni 90 protsenti.

Võimsamate päikeseenergiaseadmete edendamine rõhutab, et kulude edasine vähendamine on jätkuvalt oluline, et edendada üleminekut fossiilkütustest. Kuigi päikesepargid on praegu enamikel juhtudel odavamad kui isegi kõige arenenumad söe- või gaasiküttel töötavad elektrijaamad, on vaja täiendavat kokkuhoidu, et ühendada puhtaid energiaallikaid kalli salvestustehnoloogiaga, mida on vaja ööpäevaringseks süsinikuvabaks energiaks.

Arenenuma tehnoloogia eest võib olla isegi mõttekas maksta lisatasu. «Me näeme, et inimesed on valmis maksma kõrgemat hinda suurema võimsusega mooduli eest, mis võimaldab neil toota rohkem energiat ja teenida rohkem raha oma maaga,» ütles BloombergNEFi juhtiv päikeseenergia uurija Jenny Chase.

Suurema võimsusega süsteemid on juba praegu olemas. Viimase kümnendi jooksul tootis enamik päikesepaneele maksimaalselt umbes 400 vatti elektrit. 2020. aasta alguses hakkasid ettevõtted müüma 500-vatiseid paneele ja juunis tõi Hiina ettevõte Risen Energy turule 700-vatise mudeli.

Siin on mõned tehnoloogilised lahendused, kuidas päikeseenergiaettevõtjad on päikesepaneele võimsamaks ja efektiivsemaks muutmas:

Perovskiit

Kuigi paljud praegused arengud hõlmavad olemasolevate tehnoloogiate täiustamist, tõotab perovskiit tõelist läbimurret. Traditsiooniliselt kasutatavast materjalist ehk polüränist õhemat ja läbipaistvamat perovskiiti võib tõhususe suurendamiseks asetada olemasolevate päikesepaneelide peale või integreerida klaasiga, et valmistada hooneaknaid, mis samuti energiat toodavad.

Perovskiiti kasutuselevõttu on varem tagasi hoidnud kulud ja tehnilised probleemid, mis on takistanud selle tööstuslikku tootmist. Nüüd on märke, et see on muutumas: Wuxi UtmoLight Technology teatas mais, et kavatseb oktoobriks käivitada katseliini ning alustada masstootmist 2023. aastal.

Kahepoolsed päikesepaneelid

Päikesepaneelid saavad tavaliselt energiat päikese poole suunatud küljelt, kuid võivad kasutada ka väikest kogust valgust, mis peegeldub maapinnalt tagasi. 2019. aastal hakkasid kahesuunalised päikesepaneelid populaarsust koguma, kuna tootjad püüavad elektrienergia lisakoguseid kinni püüda, asendades läbipaistmatu taustamaterjali spetsiaalse klaasiga.

Eelmise aasta lõpus lõdvendas Hiina klaasi tootmisvõimsust käsitlevaid eeskirju, mis peaks aitama kaasa kahepoolse päikeseenergia tehnoloogia laialdasemale kasutuselevõtule.

Dopeeritud polüräni

Muudatus, mis võib samuti suurendada võimsust, on üleminek positiivselt laetud ränimaterjalilt negatiivselt laetud ehk n-tüüpi päikesepaneelidele. N-tüüpi materjali valmistatakse polüränile nn dopingu andmisel, lisades sellele väikese koguse lisaelektroniga elementi, näiteks fosforit. See on kallim, kuid võib olla kuni 3,5 protsenti võimsam kui praegu domineeriv materjal. PV-Techi andmetel hakkavad need tooted 2024. aastal turuosa hõivama ja 2028. aastaks on nad eeldatavasti domineerivaks materjaliks.

Suuremad plaadid, paremad päikeseelemendid

Enamiku 2010. aastate jooksul oli standardseks päikesepaneeliks 156-millimeetrine ruudukujuline polüräni, mis oli umbes CD-karbi suurune. Nüüd teevad ettevõtted ruute suuremaks, et suurendada tõhusust ja vähendada tootmiskulusid. Tootjad on hakanud tootma 182- ja 210-millimeetriseid vahvleid ning suuremate suuruste turuosa kasvab 2023. aastaks enam kui pooleni, tänavu on see 19 protsenti.

Plaate elementideks (mis muudavad valgusfootonite poolt ergastatud elektronid elektrienergiaks) ühendavad tehased on suurendamas ka tootmisvõimsust läbi uute tehnoloogiliste lahenduste, nagu näiteks heterosiirde päikeseelementidega. Kuigi nende valmistamine on kallim, võimaldavad need elektronidel kauem põrgatada, suurendades nii toodetud elektrienergia kogust.